התגבשות במה שהיא מורכבת, שיטת ההפרדה, סוגי הדוגמאות

ה התגבשות זה תהליך שבו מוצק נוצר עם אטומים או מולקולות במבנים מאורגנים, אשר נקראים רשתות גבישי. גבישים ורשתות גבישי יכול להיווצר באמצעות משקעים של פתרון, על ידי היתוך, ובמקרים מסוימים, על ידי בתצהיר ישירה של גז.

המבנה והאופי של רשת גבישית זו יהיו תלויים בתנאים שבהם מתרחש התהליך, כולל הזמן שחלף כדי להגיע למצב החדש. התגבשות כתהליך הפרדה היא שימושית ביותר, שכן היא מאפשרת להבטיח כי מבנים מתקבלים רק מן המתחם הרצוי.

בנוסף, תהליך זה מבטיח כי מעבר של מינים אחרים לא יורשה בהתחשב בטבע הורה של הגביש, מה שהופך שיטה זו חלופה מצוינת לטיהור של פתרונות. פעמים רבות בכימיה והנדסה כימית יש צורך להשתמש בתהליך הפרדת ערבוב.

צורך זה נוצר גם כדי להגדיל את הטוהר של התערובת או כדי לקבל מרכיב מסוים של זה, ומסיבה זו ישנן מספר שיטות שניתן להשתמש בהם בהתאם לשלבים בהם שילוב זה של חומרים נמצא..

אינדקס

• 1 מהי התגבשות??
  • 1.1 נוקלאציה
  • 1.2 צמיחת גבישים
• 2 כשיטת הפרדה
  • 2.1 התגבשות
  • 2.2 בתחום התעשייתי
• 3 סוגים של התגבשות
  • 3.1 התגבשות על ידי קירור
  • 3.2 התגבשות על ידי אידוי
• 4 דוגמאות
• 5 הפניות

מהי ההתגבשות??

ההתגבשות דורשת שני שלבים שעלולים להתרחש לפני יצירת רשת גבישית: ראשית, חייבת להיות הצטברות מספקת של אטומים או מולקולות ברמה המיקרוסקופית של הנוקלאציה הקרויה כדי להתחיל להתרחש.

שלב זה של התגבשות יכול להתרחש רק נוזלים supercooled (כלומר, מקורר מתחת לנקודת הקפאה מבלי להפוך אותם מוצק) או פתרונות רוויה.

לאחר תחילת נוקלאציה במערכת, גרעינים יכולים להיווצר יציב מספיק גדול מספיק כדי להתחיל את השלב השני של התגבשות: צמיחה גבישית.

נוקלאציה

בשלב ראשון זה ייקבעו הסדרי החלקיקים שייצרו את הגבישים ויושפעו השפעות הגורמים הסביבתיים על גבי הגבישים; לדוגמה, הזמן שנדרש עבור הקריסטל הראשון להופיע, הנקרא זמן נוקלאציה.

ישנם שני שלבים של נוקלאציה: נוקלאציה ראשונית ומשנית. ב הראשון, גרעינים חדשים נוצרים כאשר אין קריסטלים אחרים באמצע, או כאשר גבישים הקיימים אחרים אין כל השפעה על היווצרות של אלה.

הגרעין העיקרי יכול להיות הומוגני, שבו אין השפעה על החלק של מוצקים הקיימים במדיום; או שהוא יכול להיות הטרוגני, שבו החלקיקים המוצקים של חומרים חיצוניים גורמים לעלייה בשיעור הנוקלאציה שבדרך כלל לא תתרחש.

ב נוקלאציה משני גבישים חדשים נוצרים על ידי השפעה של גבישים קיימים אחרים; זה יכול לקרות בגלל כוחות חיתוך שהופכים קטעים של גבישים קיימים להיות גבישים חדשים כי גם לגדול בקצב שלהם.

סוג זה של יתרונות נוקלאציה במערכות אנרגיה או זרימה גבוהות, כאשר הנוזל המעורב יוצר התנגשויות בין גבישים.

קריסטל צמיחה

זהו התהליך שבו הגביש מגדיל את גודלו על ידי צבירה של מולקולות או יונים נוספים לעמדות הביניים של הרשת הגבישית שלה.

בניגוד לנוזלים, הגבישים גדלים באופן אחיד רק כאשר מולקולות או יונים נכנסים לתפקידים אלה, למרות שצורתם תהיה תלויה באופי המתחם המדובר. כל סידור בלתי סדיר למבנה זה נקרא פגם גבישי.

הצמיחה של גביש תלויה בסדרה של גורמים, ביניהם מתח הפנים של הפתרון, לחץ, טמפרטורה, מהירות יחסית של גבישים בפתרון מספר ריינולדס, בין היתר..

הדרך הפשוטה ביותר להבטיח כי גביש גדל לגדלים גדולים יותר וכי הוא של טוהר גבוהה היא דרך קירור מבוקר איטי, אשר מונע את גבישים מ להרכיב בתוך זמן קצר כי חומרים זרים לכודים בפנים. הם.

בנוסף, חשוב לציין כי גבישים קטנים הם הרבה יותר קשה לתמרן, לאחסן ולהעביר, וזה עולה יותר כדי לסנן אותם מפתרון גדול יותר. ברוב המכריע של המקרים, הגבישים הגדולים ביותר יהיו הרצויים ביותר, מסיבות אלו ועוד.

כשיטת הפרדה

הצורך לטהר פתרונות נפוץ בכימיה ובהנדסה כימית, שכן ייתכן ויהיה צורך לקבל מוצר מעורב באופן הומוגני עם חומר אחר או חומרים מומסים..

זו הסיבה ציוד ושיטות פותחו כדי לבצע התגבשות כמו תהליך ההפרדה התעשייתית.

ישנן רמות שונות של התגבשות, בהתאם לדרישות, והוא יכול להתבצע בקנה מידה קטן או גדול. לכן, ניתן לחלק אותו לשני סיווגים כלליים:

התאוששות

זה נקרא recrystallization הטכניקה המשמשת לטהר כימיקלים בקנה מידה קטן יותר, בדרך כלל במעבדה.

זה נעשה עם פתרון של המתחם הרצוי יחד עם זיהומים שלה בממס מתאים, המבקשים ובכך להאיץ בצורה של גבישים כמה מן המינים כדי להסיר מאוחר יותר..

ישנן מספר דרכים כדי recrystallize את הפתרונות, ביניהם הוא recrystallization עם ממס, עם מספר ממיסים או עם סינון חם..

-ממס יחיד

כאשר ממס יחיד משמש, פתרון של תרכובת "A", טומאה "B" ואת הכמות המינימלית הנדרשת של ממס (בטמפרטורה גבוהה) מוכן ליצור פתרון רווי.

הפתרון הוא מקורר אז, גורם מסיסות של שני המרכיבים ליפול, ואת המתחם "A" או טומאה "B" להיות recrystallized. מה רצוי אידיאלי הוא כי גבישים הם טהור של "A" המתחם. ייתכן שיהיה צורך להוסיף ליבה כדי להתחיל את התהליך הזה, אשר עשוי אפילו להיות שבר של זכוכית.

-ממיסים שונים

ב recrystallization של ממיסים כמה, שניים או יותר solvents משמשים אותו תהליך מתבצעת כמו עם ממס. תהליך זה יש יתרון כי המתחם או טומאה יזרז בעוד הממס השני מתווסף, שכן הם אינם מסיסים בו. בשיטה זו recrystallization אין צורך לחמם את התערובת.

-סינון חם

לבסוף, recrystallization עם סינון חם משמש כאשר יש חומר מסיס "C", אשר מוסר עם מסנן טמפרטורה גבוהה לאחר ביצוע אותו הליך של recrystallization של ממס יחיד.

בתחום התעשייתי

בתחום התעשייתי אנו רוצים לבצע תהליך הנקרא "התגבשות של השבר", שיטה המתחדדת את החומרים על פי ההבדלים ביניהם במסיסות.

תהליכים אלה דומים לאלה של recrystallization, אבל להשתמש בטכנולוגיות שונות כדי להתמודד עם כמויות גדולות של המוצר.

שתי שיטות מוחלים, אשר יהיה הסביר טוב יותר את ההצהרה הבאה: התגבשות על ידי קירור התגבשות על ידי אידוי.

להיות בקנה מידה גדול תהליך זה מייצר פסולת, אבל אלה בדרך כלל recirculated על ידי המערכת כדי להבטיח טוהר מוחלט של המוצר הסופי.

סוגי התגבשות

ישנם שני סוגים של התגבשות בקנה מידה גדול, כאמור לעיל: על ידי קירור על ידי אידוי. מערכות היברידיות נוצרו גם כאשר שתי התופעות מתרחשות בו זמנית.

התגבשות על ידי קירור

בשיטה זו הפתרון הוא מקורר כדי להקטין את מסיסות של המתחם הרצוי, מה שגרם לו להאיץ במהירות הרצוי.

בהנדסה כימית (או תהליכים), גבישי משמשים בצורה של טנקים עם מערבלים, אשר להפיץ נוזלי קירור בתאים המקיפים את התערובת, כך שני החומרים לא באים במגע בזמן העברת החום של refrigerant לפתרון מתרחשת..

כדי להסיר את הגבישים, מגרדים משמשים, אשר לדחוף את שברי מוצק לתוך בור.

התגבשות על ידי אידוי

זוהי אפשרות אחרת להשיג את המשקעים של גבישים המומסים, תוך שימוש בתהליך אידוי ממס (בטמפרטורה קבועה, בניגוד לשיטה הקודמת), כדי להפוך את הריכוז של המומס עולה על רמת מסיסות.

הדגמים הנפוצים ביותר הם מה שנקרא מודלים מחזור הדם הכפויה, אשר לשמור על המשקאות של גבישים בהשהיה הומוגנית דרך הטנק, שליטה על זרימתם ואת המהירות, ובדרך כלל לייצר גבישים ממוצעים גדולים יותר מאלה שנוצרו התגבשות ידי קירור.

דוגמאות

התגבשות היא תהליך המשמש לעתים קרובות בתעשייה, ומספר דוגמאות ניתן לצטט:

- בהפקת מלח ממי-ים.

- בייצור של סוכר.

- במבנה של נתרן גופרתי (Na₂לכן₄).

- בתעשיית התרופות.

- בהכנת שוקולד, גלידה, חמאה ומרגרינה, בנוסף למאכלים רבים אחרים.

הפניות

1. התגבשות. (s.f.). מקור: en.wikipedia.org
2. אן מארי הלמנשטיין, פ '(s.f.). מחשבה. מקורו באתר Thinkco.com
3. Boulder, C. (s.f.). אוניברסיטת קולורדו בבולדר. מאוחזר מ orgchemboulder.com
4. בריטניקה, א '(s.f.). אנציקלופדיה בריטניקה. מקור: britannica.com